基于配电网运行风险的设备状态检修策略研究

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精准有效的设备检修策略是各类电气设备稳定、高效、健康运行的基石,是提高供电可靠性乃至整个电力系统的安全稳定性及经济性保证。现代电网不断向智能化与绿色化发展,随之而来的各影响因素扰动各设备元件有效运行,对电网设备维护、预警、安全生产带来了新的挑战。传统的故障后检修和定期检修策略已不再适用,状态检修策略应运而生,成为提升电网设备优化管理的重要手段和技术支撑。针对目前电网设备检修工作中存在的主要问题和企业管理的实际需求,本文对配电网运行风险状态下的设备检修策略进行系统化探讨,主要研究内容如下:首先,通过对配电网中设备层次进行分析,依据相关导则规定设备状态特征量和状态评价标准,针对现有的状态量扣分制度进行了改进对设备运行状态进行综合分析评价,应用层次分析法并结合专家知识,确定各状态量所占的权重系数,并对设备健康程度进行综合评分,进而掌握设备的运行状况,为后续的风险评估以及状态检修决策提供依据。以配电网10kV油浸式变压器和10kV架空线路为算例,建立了变压器与架空线路的状态量分层模型,并求取其特征向量确定各状态量的权重系数。其次,本文在实时状态特征监测背景下,计及电网运行可靠性与电气设备故障概率的联系,综合获取设备的健康程度信息,并对设备元件的健康状况进行判断,继而研究电气设备故障率的分布规律。此外本文从外部环境变化角度探究设备故障率与气候因素之间的紧密联系,并基于多状态Markov过程建立了计及天气因素影响的变压器和架空线路外部偶然故障率计算模型,可综合计算电气设备的不同状态下的故障率,为接下来的运行风险计算与设备状态检修策略的制定奠定基础。最后,基于状态评价以及故障率计算的结果,建立了基于电网运行风险的状态检修决策模型。首先构建了电力设备的风险评估模型,介绍了综合风险值的组成及其计算方法。其中,分别从设备自身损失风险以及电网运行损失风险两个方面来考虑设备状态对供电企业造成的影响。根据《配电设备风险评估及运维策略技术导则》对风险值进行分级,并对相应的风险等级赋予检修策略。最后用实际案例示范了该方法的使用方式,给出了相应的检修策略,验证本文提出理论的适用性与实用性。
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